一种载药形状记忆材料、制备方法及其应用

1.本发明涉及形状记忆材料技术领域，具体而言，涉及一种载药形状记忆材料、制备方法及其应用。


背景技术：

2.牙本质敏感是牙在受到外界刺激，如温度(冷、热)、化学物质(酸、甜)以及机械作用(摩擦或咬硬物)等所引起的酸痛症状，其特点为发作迅速、疼痛尖锐、时间短暂。
3.目前，我国牙本质敏感的发病率很高，治疗牙本质敏感的方法也有很多种，例如，可以进行牙齿的脱敏处理，如使用氟化物比如多乐氟或者是氟化钠，在患处进行涂抹，也可以使用麝香草酚进行脱敏，主要的目的是封闭牙本质小管，隔绝外界对牙神经的刺激；或者通过牙齿的充填，例如可以使用树脂进行外形的恢复，同时隔绝外界的冷热刺激。然而以上方法对于牙本质小管堵塞的深度有限，一般仅堵塞表面一层或深度约为20微米处，当牙本质暴漏处受到机械刺激时(比如刷牙)时，表面的隔绝物易于剥脱，使牙本质小管再次开放，难以维持长期疗效，而一些不可逆方法，例如充填治疗、根管治疗，由于对牙体损伤较大，临床较少采用。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题是现有治疗牙本质敏感的方法对于牙本质小管堵塞的深度有限，表面的隔绝物易于剥脱，难以维持长期疗效。
5.为解决上述问题，本发明提供一种载药形状记忆材料的制备方法，包括如下步骤：
6.步骤s1，将聚乳酸溶解于二氯甲烷溶液中，得到有机相溶液；
7.步骤s2，将所述有机相溶液、磁性材料及药物加入到连续相溶液中，搅拌后得到乳浊液；
8.步骤s3，将所述乳浊液加入到去离子水中，继续搅拌并加热蒸发二氯甲烷后得到含有圆球形微球的悬浮液；
9.步骤s4，所述悬浮液经过洗涤、过滤后加入到成膜剂中，加热后得到载药膜材料；
10.步骤s5，所述载药膜材料经加热拉伸后溶于去离子水中，静置、洗涤后得到磁定向输送或微纳马达定向输送的载药形状记忆材料，且所述磁定向输送或微纳马达定向输送的载药形状记忆材料均为含有椭球形载药微球的溶液。
11.可选地，步骤s5中，所述载药膜材料经加热拉伸后溶于去离子水中，静置、洗涤后得到磁定向输送或微纳马达定向输送的载药形状记忆材料，包括：
12.步骤s51，所述载药膜材料经加热拉伸后溶于去离子水中，静置、洗涤后得到磁定向输送的载药形状记忆材料；
13.步骤s52，将所述磁定向输送的载药形状记忆材料滴在硅片或以所述硅片为模具制作的样品上，其中，所述硅片具有蜂窝孔状结构；
14.步骤s53，在所述硅片的底部设置磁铁，并使所述磁铁在所述硅片的底部移动，以
使所述磁定向输送的载药形状记忆材料中的椭球形载药微球进入所述蜂窝孔状结构中，且所述椭球形载微球的尖端暴漏于所述蜂窝孔状结构的开口处；
15.步骤s54，向所述椭球形载药微球的尖端镀铂，得到微纳马达定向输送的载药形状记忆材料。
16.可选地，步骤s53中，所述使所述磁铁在所述硅片的底部移动，包括：使所述磁铁在所述硅片的底部按照自上至下且自左至右的方向移动。
17.可选地，步骤s2中，所述药物包括消炎药物，且所述消炎药物选自青霉素类、头孢菌素类或大环内酯类中的一种。
18.可选地，步骤s4中，所述成膜剂包括聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷或聚氧乙烯中的一种。
19.可选地，步骤s5中，所述载药膜材料经加热拉伸后溶于去离子水中，包括：所述药膜材料经加热拉伸2-3倍后溶于去离子水中。
20.可选地，步骤s2中，所述磁性材料为四氧化三铁、镍或cro2中的一种。
21.本发明所述的载药形状记忆材料的制备方法相较于现有技术的优势在于，本方法制备的载药形状记忆材料在磁驱动或热驱动下能够进行形状恢复，且能够用于治疗牙本质敏感药物，具有避免牙髓腔发炎、减少细菌滋生等功效，相比于传统治疗牙本质敏感的方法，载药形状记忆材料具有磁定向输送或微纳马达定向输送特性，进入牙本质小管的深度较大，可达1.5-2mm，由此，当再次受到机械刺激(如刷牙)时，载药形状记忆材料不易剥脱，可以维持长期疗效。且与充填治疗、根管治疗相比较，由于微球材质较软，对牙体损伤较小。通过对微球进行载药同样可以达到避免牙髓腔发炎、减少细菌滋生等功效。
22.为解决上述技术问题，本发明还提供一种载药形状记忆材料，根据所述的载药形状记忆材料的制备方法制备。
23.可选地，所述载药形状记忆材料中的椭球形载药微球能够在磁驱动或热驱动下进行形状恢复，且所述椭球形载药微球在原始圆球形状下的粒径为2-2.5微米。
24.本发明所述的载药形状记忆材料与所述载药形状记忆材料的制备方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
25.为解决上述技术问题，本发明还提供一种所述的载药形状记忆材料的应用，所述应用包括载药形状记忆材料在用于治疗牙本质敏感药物中的应用，具体包括：
26.将所述载药形状记忆材料滴在微流道结构的入口处，并将微流道结构的出口对准牙齿的牙本质小管的暴漏处；
27.利用磁定向输送或微纳马达定向输送方式使所述载药形状记忆材料中的椭球形载药微球进入所述牙本质小管的暴露处；
28.利用磁驱动或热驱动方式使所述椭球形载药微球进行形状恢复，变为原始圆球形状以封堵牙本质小管。
29.本发明所述的载药形状记忆材料在用于治疗牙本质敏感药物中的应用与所述载药形状记忆材料相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
30.图1为本发明实施例中载药形状记忆材料的制备方法的流程图；
31.图2为本发明实施例中载药膜材料拉伸前后的变化示意图；
32.图3为本发明实施例中硅片的俯视图；
33.图4为本发明实施例中硅片的侧视图；
34.图5为本发明实施例中牙本质小管的所在位置及其放大结构示意图；
35.图6为本发明实施例中牙本质小管的所在位置的电镜图；
36.图7为本发明实施例中微流道结构的俯视图；
37.图8为本发明实施例中微流道结构的侧视图；
38.图9为本发明实施例中微流道结构的主视图；
39.图10为本发明实施例中椭球形载药微球在微流道结构中的运动过程示意图；
40.图11为本发明实施例中载药形状记忆材料作为治疗牙本质敏感药物进入牙本质小管后进行形状记忆恢复的过程流程图；
41.图12为本发明实施例中载药形状记忆材料的应用过程示意图。
42.附图标记说明
43.1-微流道结构的入口、2-微流道、3-微流道结构的出口、4-椭球形载药微球的尖端、5-氧气、6-充满双氧水的微流道、7-牙本质小管、8-牙釉质、9-牙本质、10-牙髓组织。
具体实施方式
44.下面将结合附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。
45.术语“一些实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
46.如图1所示，本发明提供一种载药形状记忆材料的制备方法，包括如下步骤：
47.步骤s1，将聚乳酸溶解于二氯甲烷溶液中，得到有机相溶液；
48.步骤s2，将所述有机相溶液、磁性材料及药物加入到连续相溶液中，搅拌后得到乳浊液；
49.步骤s3，将所述乳浊液加入到去离子水中，继续搅拌并加热蒸发二氯甲烷后得到含有圆球形微球的悬浮液；
50.步骤s4，所述悬浮液经过洗涤、过滤后加入到成膜剂中，加热蒸干后得到载药膜材料；
51.步骤s5，所述载药膜材料经加热拉伸后溶于去离子水中，静置、洗涤后得到磁定向输送或微纳马达定向输送的载药形状记忆材料，且所述磁定向输送或微纳马达定向输送的载药形状记忆材料均为含有椭球形载药微球的溶液。
52.优选的实施例中，步骤s1中，聚乳酸与二氯甲烷溶液需要在磁力搅拌机上搅拌溶解，加快溶解速率和溶解效果。
53.优选的实施例中，步骤s3中，将所述乳浊液加入到去离子水中，继续搅拌并加热蒸发二氯甲烷后得到含有圆球形微球的悬浮液，包括：将所述乳浊液加入到去离子水中搅拌2-3h，并加热1-2h，使二氯甲烷挥发后得到含有圆球形微球的悬浮液。
54.具体地，步骤s2中，所述药物包括消炎药物，且所述消炎药物选自青霉素类、头孢
菌素类或大环内酯类中的一种。由此，消炎抗菌效果好。
55.具体地，步骤s2中，所述连续相溶液为聚乙烯醇水溶液，成本低。
56.具体地，步骤s4中，所述成膜剂包括聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷或聚氧乙烯中的一种。由此，成膜性能好。优选地，采用聚乙烯醇作为成膜剂，成本低。
57.可选地，步骤s5中，所述载药膜材料经加热拉伸后溶于去离子水中，包括：所述药膜材料经加热拉伸2-3倍后溶于去离子水中。由此，使载药膜材料中的载药微球形状变为椭球形，便于植入。
58.可选地，步骤s2中，所述磁性材料为四氧化三铁、镍或cro2中的一种。便于后续通过磁驱动的方式定向移动至目标位置。
59.具体的实施例中，步骤s5中，所述载药膜材料经加热拉伸后溶于去离子水中，静置、洗涤后得到磁定向输送或微纳马达定向输送的载药形状记忆材料，包括：
60.步骤s51，所述载药膜材料经加热拉伸后溶于去离子水中，静置、洗涤后得到磁定向输送的载药形状记忆材料；
61.步骤s52，将所述磁定向输送的载药形状记忆材料滴在硅片或以所述硅片为模具制作的样品上，其中，所述硅片具有蜂窝孔状结构；
62.步骤s53，在所述硅片的底部设置磁铁，并使所述磁铁在所述硅片的底部移动，以使所述磁驱动的载药形状记忆材料中的椭球形载药微球进入所述蜂窝孔状结构中，且所述椭球形载微球的尖端暴漏于所述蜂窝孔状结构的开口处；
63.步骤s54，向所述椭球形载药微球的尖端4镀铂，得到微纳马达定向输送的载药形状记忆材料。
64.由此，通过向所述椭球形载药微球的尖端4镀铂在后续的微纳马达定向输送开启时准确进入到目标位置，避免椭球形载药微球旋转或不按照预定路线进行运动从而无法进入到目标位置的现象发生。
65.优选的实施例中，硅片具有多个蜂窝状的圆柱形小孔。结果简单，且适于椭球形载药微球进入。
66.优选地实施例中，步骤s53中，所述使所述磁铁在所述硅片的底部移动，包括：使所述磁铁在所述硅片的底部按照自上至下且自左至右的方向移动。由此，使整个硅片上的椭球形载药微球在磁力的作用下全部都进入到蜂窝孔状结构内。
67.因此，本方法中的载药形状记忆材料在温度刺激下能够进行形状恢复，且能够用于治疗牙本质敏感药物，具有避免牙髓腔发炎、减少细菌滋生等功效，相比于传统治疗牙本质敏感的方法，载药形状记忆材料具有磁定向输送或微纳马达定向输送特性，进入牙本质小管的深度较大，可达1.5-2mm，由此，当再次受到机械刺激(如刷牙)时，载药形状记忆材料不易剥脱，可以维持长期疗效。且与充填治疗、根管治疗相比较，由于微球材质较软，对牙体损伤较小。通过对微球进行载药同样可以达到避免牙髓腔发炎、减少细菌滋生等功效。本发明的另一个实施例还提供一种载药形状记忆材料，根据所述的载药形状记忆材料的制备方法制备。
68.本实施例中，所述载药形状记忆材料中的椭球形载药微球能够在外界刺激下进行形状恢复，且所述椭球形载药微球在原始圆球形状下的粒径为2-2.5微米。
69.在一些优选的实施例中，椭球形载药微球能够在磁驱动或热驱动下进行形状恢复。方法简单。
70.本实施例所述的载药形状记忆材料与所述载药形状记忆材料的制备方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
71.如图5-6所示，图5中，左图为右图中圆圈处的放大示意图。现有技术中，牙本质敏感有的是由于咀嚼硬的食物导致的，牙齿最外层的牙釉质8被磨耗，暴露出里面的牙本质9，牙本质9有很多的牙本质小管7通往牙髓组织10，牙髓组织10也称牙神经，能够感受外界的冷热酸甜刺激。牙釉质8磨耗之后，就会出现冷热酸甜过敏，严重的可能会出现疼痛的症状。牙本质敏感也有的是刷牙习惯不好导致的，比如横刷牙会导致牙齿的楔状缺损，刷毛在牙颈部长期的机械磨耗，出现横行的小沟，也称楔状缺损。缺损达到牙本质9引起冷热刺激疼痛。除了饮食习惯、刷牙习惯不当外，诱发牙本质敏感的因素还包括牙本质9暴露，比如：因为不及时洗牙导致牙结石严重，甚至牙周病，久而久之出现牙龈萎缩，引发牙本质暴露。此外，还有一些胃食管反流的病人，口腔长期处于酸性环境，也可能因此患病。
72.因此，为了治疗牙本质敏感病症，本发明的又一实施例还提供一种所述的载药形状记忆材料的应用，所述应用包括载药形状记忆材料在用于治疗牙本质敏感药物中的应用。
73.具体地，如图11所示，本实施例中的载药形状记忆材料作为治疗牙本质敏感药物进入牙本质小管后进行形状记忆恢复的过程如下：
74.将载药形状记忆材料滴在微流道结构的入口1处，并将微流道结构的出口2对准牙齿的牙本质小管7的暴漏处；
75.利用磁定向输送或微纳马达定向输送方式使载药形状记忆材料中的椭球形载药微球进入牙本质小管7的暴露处；
76.利用磁驱动或热驱动方式使椭球形载药微球进行形状恢复，变为原始圆球形以封堵牙本质小管。
77.具体地，如图7至图9所示，图7中，微流道结构的入口1为向下凹陷的凹槽，微流道2用于供椭球形载药微球定向移动，且微流道2的直径为1.5微米，图9中，微流道结构的出口3为微流道2的末端。
78.本实施例所述的载药形状记忆材料在用于治疗牙本质敏感药物中的应用与所述载药形状记忆材料相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
79.实施例1
80.本发明提供一种磁定向输送的载药形状记忆材料的制备方法，包括如下步骤：
81.步骤1，将100mg聚乳酸加入到二氯甲烷溶液中，并在磁力搅拌机上充分搅拌使其溶解，得到有机相溶液；
82.步骤2，将有机相溶液转入到10ml、1％的聚乙烯醇(pva)水溶液中并向该溶液中加入6mgfe3o4及消炎药物中，于5000转的速度下充分搅拌，得到乳浊液；
83.步骤3，将所述乳浊液加入到20ml去离子水中继续搅拌2.5h，80℃下加热1.5h，使二氯甲烷挥发后，得到悬浮液；
84.步骤4，所述悬浮液经过去离子水洗涤三次、用2微米滤纸过滤后。再次加入到水溶性pva溶液中，并倒在模具里加热蒸发成膜，得到载药膜材料；
85.步骤5，所述载药膜材料经加热拉伸2倍后溶于去离子水中，静置1h使拉伸后的载药微球沉淀到底部，并用去离子水三次洗涤后，得到磁定向输送的载药形状记忆材料，且所述磁定向输送的载药形状记忆材料为含有椭球形载药微球的溶液，如图2所示。
86.如图7至图9、图12(a)所示，其中，图12(a)为本发明实施例中磁定向输送的载药形状记忆材料的应用过程示意图。将本实施例中的磁定向输送的载药形状记忆材料滴在制备好的微流道结构的入口1处，并将微流道结构的出口3对准牙齿的牙本质小管7的暴漏处，在微流道结构的下方放置一块小磁铁，并将磁铁沿着微流道结构的流向向靠近牙齿处缓慢的移动，由此，磁定向输送的载药形状记忆材料中的椭球形载药微球也随之进行定向移动。当磁铁即将到达微流道结构的出口(相当于牙齿位置)时，将磁铁转移到牙齿的后方(不进入牙齿，只停留在牙齿的外侧)，此时，在磁场的吸引作用下，椭球形载药微球就会进入到牙本质小管7的指定位置处。
87.当椭球形载药微球到达指定位置后，通过施加温度(如在口中含热水或用相应温度的热水袋放在牙齿处)，或者通过施加交变磁场也可以使微球恢复原来的形状(微球内含有磁性粒子，在交变磁场的作用下会产生热量，从而也能实现形状记忆的效果)，使椭球形载药微球变回未拉伸前的球形，达到对牙本质小管7进行封堵的作用，使牙本质与外界隔离，达到治疗牙本质敏感的效果，同时由于载药微球表面具有可以消炎的药物也可以避免牙髓腔发炎、减少细菌滋生。
88.实施例2
89.本发明提供一种微纳马达定向输送的载药形状记忆材料的制备方法，包括如下步骤：
90.步骤1，将100mg聚乳酸加入到二氯甲烷溶液中，并在磁力搅拌机上充分搅拌使其溶解，得到有机相溶液；
91.步骤2，将有机相溶液转入到10ml、1％的聚乙烯醇(pva)水溶液中并向该溶液中加入6mgfe3o4及消炎药物中，于10000转的速度下充分搅拌，得到乳浊液；
92.步骤3，将所述乳浊液加入到20ml去离子水中继续搅拌3h，80℃下加热2h，使二氯甲烷挥发后，得到悬浮液；
93.步骤4，所述悬浮液经过去离子水洗涤四次、用2微米滤纸过滤后。再次加入到水溶性pva溶液中，并倒在模具里加热蒸发成膜，得到载药膜材料；
94.步骤5，所述载药膜材料经加热拉伸2.5倍后溶于去离子水中，静置1.5h使拉伸后的载药微球沉淀到底部，并用去离子水四次洗涤后，得到磁定向输送的载药形状记忆材料，且所述磁定向输送的载药形状记忆材料为含有椭球形载药微球的溶液；
95.步骤6，将所述磁定向输送的载药形状记忆材料滴在硅片或以所述硅片为模具制作的样品上，其中，硅片具有多个蜂窝状的圆柱形小孔，直径为1.5微米，深度为1.7微米，如图3-4所示；
96.步骤7，在所述硅片的底部设置磁铁，并使所述磁铁在所述硅片的底部按照自上至下且自左至右的方向移动，以使所述磁定向输送的载药形状记忆材料中的椭球形载药微球进入所述蜂窝孔状结构中，且所述椭球形载微球的尖端暴漏于所述蜂窝孔状结构的开口处；
97.步骤8，向所述椭球形载药微球的尖端4镀铂，得到微纳马达定向输送的载药形状
记忆材料。
98.如图7至图10、图12(b)所示，其中，图12(b)为本发明实施例中微纳马达定向输送的载药形状记忆材料的应用过程示意图。将本实施例中的微纳马达定向输送的载药形状记忆材料滴在制备好的微流道结构的入口1处，并将微流道结构的出口2对准牙齿的牙本质小管7暴漏处，同时，在微流道结构中预先注入双氧水，形成充满双氧水的微流道6，将微纳马达定向输送的载药形状记忆材料滴落在微流道结构的入口1处，当椭球形载药微球与双氧水接触后，附着在其尖端的pt会与双氧水发生催化反应生成氧气5，反应式如下：
[0099][0100]
其中，生成的氧气5会推动椭球形载药微球做类似于火箭发射的定向运动，使椭球形载药微球进入到牙本质小管7的指定位置处。
[0101]
当椭球形载药微球到达指定位置后，通过施加温度(如在口中含热水或用相应温度的热水袋放在牙齿处)或者施加交变磁场，使椭球形载药微球变回未拉伸前的球形，达到对牙本质小管7进行封堵的作用，使牙本质与外界隔离，达到治疗牙本质敏感的效果，同时由于载药微球表面具有可以消炎的药物也可以避免牙髓腔发炎、减少细菌滋生。
[0102]
因此，本实施例中载药形状记忆材料在温度刺激下能够进行形状恢复，且能够用于治疗牙本质敏感药物，具有避免牙髓腔发炎、减少细菌滋生等功效，相比于传统治疗牙本质敏感的方法，载药形状记忆材料具有磁定向输送或微纳马达定向输送特性，进入牙本质小管的深度较大，可达1.5-2mm，由此，当再次受到机械刺激(如刷牙)时，载药形状记忆材料不易剥脱，可以维持长期疗效。且与充填治疗、根管治疗相比较，由于微球材质较软，对牙体损伤较小。通过对微球进行载药同样可以达到避免牙髓腔发炎、减少细菌滋生等功效。
[0103]
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。